Amprentarea genetică , sau amprentarea ADN , este un sistem de metode științifice pentru identificarea biologică a indivizilor ( organismelor ) bazat pe unicitatea secvenței de nucleotide ADN a fiecărei ființe vii, un fel de „ amprentă genetică ” care rămâne individuală și neschimbată pe tot parcursul viata unui individ (organism) [1] [ 2] .
Metoda a fost descoperită pe 10 septembrie 1984 de geneticianul britanic Alec Jeffreys [1] . Este folosit în întreaga lume în principal în știința criminalistică atunci când se efectuează examinări criminalistice pentru a rezolva o varietate de infracțiuni, precum și pentru a stabili o rudenie și a rezolva multe alte probleme legate de identificarea personală [3] .
Astăzi, amprentarea ADN este efectuată chiar și în laboratoare portabile, iar zeci de întreprinderi din lume produc echipamente pentru identificarea genomică a unei persoane [4] .
Metoda de identificare a ADN-ului unei persoane (individ sau organism ), prin analogie cu metoda de identificare a amprentei , ca multe alte mari descoperiri, a luat naștere întâmplător - ca un produs secundar al unui alt studiu [1] [5] .
Pe 10 septembrie 1984, geneticianul britanic Alec Jeffries , în procesul de studiu a uneia dintre noile metode de urmărire a anomaliilor genetice în ADN-ul cromozomial în laboratorul Universității din Leicester , a examinat razele X ale ADN-ului și a descoperit brusc că lanțurile ADN-ului diferiți oameni au secvențe de nucleotide unice .
În timp ce analiza ADN-ul care codifică mioglobina , omul de știință a găsit în gel (adică în matricea de gelatină, unde fragmentele de ADN se mișcă într-un câmp electric cu o viteză în funcție de dimensiunea lor) o mulțime de minisateliți . Arăta ciudat, chiar dacă majoritatea genelor conțin fragmente de ADN „nedorite” care nu sunt luate în considerare la citirea lui ARN, purtătorul de informații genetice de la ADN la locul sintezei proteinelor. La o examinare mai atentă, el a realizat că mostrele de ADN de la diferiți oameni conțin secvențe de minisateliți foarte diferite unele de altele. Jeffries a înțeles imediat ce însemna asta. Secvențele ADN ale unei anumite persoane alcătuiesc profilul său ADN sau „pașaportul genetic”, care poate fi folosit pentru identificarea inconfundabilă a unui individ. Secțiunile de ADN pe care le-a descoperit nu se repetă niciodată [6] .
Imediat ce Jeffreys a publicat rezultatele studiului său, oamenii de știință de la Ministerul de Interne din Regatul Unit l-au contactat imediat : în descoperire, au văzut o modalitate fiabilă de a verifica dacă imigranții care pretind că sunt strâns rude cu un cetățean britanic spun adevărul [6] .
Primul dosar penal în care au fost folosite teste genetice a fost cazul violului și uciderii a două fete în noiembrie 1983 și iulie 1986. Noua metodă a ajutat mai întâi la stabilirea nevinovăției arestatului Richard Buckland, iar apoi la demascarea adevăratului criminal - Colin Pitchfork [6] .
Această descoperire, desigur, a început să fie folosită mai întâi în criminalistică în timpul examinărilor medico -legale pentru a dovedi implicarea sau, dimpotrivă, neimplicarea suspecților în infracțiunile de care au fost acuzați. La amprentarea tradițională - determinarea identității unei persoane prin amprente - s-a adăugat amprentarea genetică ( genomică ), adică determinarea personalității prin:
adică pentru orice obiect biologic de o cantitate foarte mică. Într-adevăr, în orice biomaterial uman există ADN. Și, așa cum a stabilit Alec Jeffreys, oamenii pot fi identificați după caracteristicile sale [3] . Au început cercetările penale prin compararea ADN-ului suspecților cu ADN-ul obținut din păr, fluide corporale și mostre de piele găsite la locul crimei.
Mai târziu, tehnica de amprentare ADN, descoperită de Alec Jeffreys, a început să fie folosită peste tot pentru a stabili o rudenie și a rezolva multe alte sarcini legate de identificarea personală.
În prezent, tiparea ADN-ului este una dintre cele mai puternice și utilizate tehnici biotehnologice . Este folosit pentru a detecta cele mai mici diferențe în compoziția probelor de ADN, inclusiv pentru a determina compatibilitatea unui donator și a primitorului în timpul transplantului de organe și țesuturi , pentru a identifica microorganisme specifice , pentru a urmări genele necesare în procesul de ameliorare a plantelor , pentru a stabili paternitate , pentru identificarea rămășițelor umane (de exemplu, pentru a stabili personalități ale soldaților morți necunoscuți sau victime ale dezastrelor), reglementarea reproducerii animalelor în grădinile zoologice, diagnosticarea rapidă cu un grad ridicat de acuratețe a bolilor precum infecția cu HIV și chlamydia , identificarea genelor care determină predispoziția unui individ la diverse forme de cancer și alte boli [2] .
Numai în 2008 (adică în decurs de un an), 17.614 infracțiuni au fost soluționate la nivel mondial folosind acest sistem de identificare ADN, inclusiv 83 de crime și 184 de violuri [5] .
În ciuda faptului că 99,9% din secvențele de ADN uman sunt identice ca compoziție, ADN-ul diferiților oameni este destul de individual [7] . Profilarea ADN analizează numărul de elemente care se repetă într-o regiune selectată a genomului. Elementul care se repetă se numește repetare în tandem , iar numărul său este variabil. Cu cât sunt analizate mai multe secțiuni ale genomului (sau loci ) la compilarea unui profil ADN, cu atât acuratețea identificării personalității este mai mare. În prezent, numărul de loci pentru compilarea unui profil ADN ajunge la 16 sau mai mult [8] .
Compilarea profilului ADN al unei persoane (profilarea ADN) nu trebuie confundată cu decodificarea completă a genomului acesteia .
Procesul de profilare ADN începe cu pregătirea probei de ADN a unui individ (denumită în mod obișnuit „probă de control”). Cea mai preferată metodă de obținere a unei probe de referință este utilizarea unui tampon bucal (obraz), deoarece această metodă reduce probabilitatea contaminării. Dacă acest lucru nu este posibil (de exemplu, dacă o astfel de procedură necesită o hotărâre judecătorească, care nu este disponibilă), pot fi utilizate alte metode pentru a colecta probe de sânge, salivă, material seminal sau alte fluide sau țesuturi adecvate din obiectele personale (de exemplu de exemplu, de la o periuță de dinți, un aparat de ras și etc.). Pot fi utilizate probe din instalațiile de depozitare (de exemplu, banca de spermă sau depozitarea biopsiei tisulare ). Probele obținute din sângele rudelor biologice pot servi ca un indicator al profilului unui individ, la fel ca rămășițele umane care au fost profilate anterior.
Proba de control este apoi analizată pentru a crea un profil ADN al individului utilizând una dintre metodele descrise mai jos. Odată analizat, profilul ADN poate fi comparat cu o altă probă pentru a determina dacă există o asemănare genetică.
În același timp, compararea probelor de ADN, în special în anchetele penale, poate să nu fie suficient de obiectivă, mai ales atunci când experții primesc informații suplimentare despre suspecți. [9] [10]
Primele metode de analiză genetică utilizate pentru profilarea ADN-ului au fost recunoașterea endonucleazei de restricție , urmată de analiza Southern blot . Deși polimorfismul poate apărea la pozițiile de clivaj de restricție a endonucleazei , enzimele și sondele ADN sunt cel mai frecvent utilizate pentru a analiza loci repetat în tandem. Cu toate acestea, Southern blot necesită forță de muncă și necesită un număr mare de probe de ADN. În plus, tehnica originală a lui Karl Brown de vizualizare a multor loci minisateliți crește simultan variabilitatea observată, ceea ce face dificilă distingerea între alelele individuale și, prin urmare, exclude această metodă pentru testarea paternității. Aceste metode timpurii au fost înlocuite de metodele PCR.
Odată cu inventarea tehnicii reacției în lanț a polimerazei (PCR), profilarea ADN-ului a făcut un pas uriaș înainte atât în ceea ce privește rezoluția, cât și capacitatea de a recupera informații din mostre foarte mici (sau degradate). PCR permite amplificarea multiplă a unei secțiuni de ADN folosind primeri oligonucleotidici și ADN polimeraze termostabile . Primele metode de analiză, cum ar fi dot blotting , au fost foarte populare datorită simplității și vitezei cu care se puteau obține rezultate. Cu toate acestea, nu au avut aceeași rezoluție ca metoda RFLP. În plus, a fost dificil să se determine profilurile ADN pentru un amestec de probe, cum ar fi un tampon vaginal de la victimele agresiunii sexuale.
Din fericire, metoda PCR a fost adaptată cu ușurință pentru analiza locilor repetat în tandem. În SUA, FBI a standardizat un set de 13 repetiții în tandem pentru profilarea ADN și a înființat, de asemenea, o bază de date ADN combinată, Combined DNA Index System (CODIS), pentru identificarea criminalistică în cauzele penale. Analize și baze de date similare au fost create în alte țări. În plus, au fost dezvoltate seturi de instrumente care permit analiza polimorfismelor cu un singur nucleotide (SNP).
Metoda de profilare ADN utilizată în prezent se bazează pe metoda PCR și utilizează repetări scurte în tandem (SRT). Această metodă analizează regiuni extrem de polimorfe care au secvențe scurte de ADN repetitive (cea mai comună este repetările de 4 baze, dar se găsesc și alte lungimi repetate, inclusiv 3 și 5 perechi de baze). Deoarece diferiți oameni au un număr diferit de repetări, aceste regiuni ADN pot fi folosite pentru a face distincția între indivizi. Primerii oligonucleotidici specifici sunt selectaţi pentru regiunile genomului care conţin CTP , apoi fragmentele de ADN corespunzătoare sunt amplificate utilizând PCR. Aceste fragmente de ADN sunt apoi separate și recunoscute folosind electroforeză . Există două metode comune de separare și recunoaștere: electroforeza capilară (CE) și electroforeza pe gel.
Pentru probele biologice foarte degradate, uneori nu este posibil să se obțină suficient ADN nuclear. În astfel de situații, se analizează ADN-ul mitocondrial (ADNmt), deoarece există multe copii ale ADNmt în celulă, în timp ce nu pot exista mai mult de 1-2 copii ale ADN-ului nuclear . Analiza mitocondrială este un adjuvant util în identificarea în cazuri precum persoanele dispărute în care există doar rude înrudite materne. ADN-ul mitocondrial poate fi obținut din biomateriale precum părul (cu rădăcini), oasele vechi sau dinții.
Această metodă, în special, a fost folosită pentru a stabili faptul că unul dintre cei mai faimoși impostori din lume, Anna Anderson , nu a fost de fapt Marea Ducesă Rusă Anastasia Nikolaevna Romanova , despre care a pretins că este .
Este relativ ușor să obțineți ADN dintr-o probă proaspătă de sânge, salivă și material seminal , dar este foarte dificil să obțineți ADN din obiecte pe care o persoană tocmai le-a atins. Înainte de 2000, nu era posibil să se facă profil ADN-ului din mostre minuscule de biomaterial. Dar în zilele noastre un profil ADN poate fi generat doar din 50 de picograme de ADN (cantitatea găsită în aproximativ 8 celule umane). O astfel de urmă nu poate fi văzută cu ochiul liber. Trebuie avut în vedere că, dacă cantitatea de material analizată este prea mică, atunci aceasta poate fi confundată cu ADN-ul de fond (apărut înaintea infracțiunii și fără legătură cu aceasta) sau ADN-ul altei persoane (de exemplu, victima).
Testarea ADN vă permite să determinați sexul unei persoane. Determinarea culorii ochilor și părului lui folosind ADN-ul este mai dificilă, iar alte date despre el (de exemplu, înălțimea) nu pot fi stabilite folosind ADN. Expertiza ADN face posibilă, de asemenea, să se determine în mod fiabil dacă persoana care a lăsat urmele aparține principalelor grupuri continentale (african, eurasiatici de vest, asiatici de est și de sud, americani nativi ( indieni )) [11] .
Metoda analizei ADN este utilizată în practica criminalistică în SUA , Canada , Marea Britanie , Japonia , China , Malaezia , Singapore , Thailanda , Chile , Columbia , Noua Zeelandă , Rusia și alte țări [20] , unele țări au creat baze de date extinse de Profiluri ADN .
Cea mai mare bancă de date ADN din lume este baza națională de date din Marea Britanie „NDNAD”, care a fost înființată în 1995 și conținea aproximativ 3,1 milioane de mostre până în 2005 și 5,7 milioane în 2015. Acesta stochează informații despre ADN-ul nu numai al condamnaților, ci și al condamnaților. suspecți. Potrivit criminologilor britanici, în fiecare săptămână sunt soluționate până la 2.000 de infracțiuni, pentru care material genetic a fost confiscat de la fața locului . Acest tip de examinare a permis creșterea semnificativă a depistarii unor astfel de tipuri de infracțiuni precum furturi , tâlhărie , furturi de mașini - doar 90% din cazuri soluționate. Din 1998 s-a discutat problema introducerii pașaportizării genetice a întregii populații.
Baza de date națională de informații genetice din Statele Unite[ clarifica ] Înființată în 1998. Până în 2002, peste 800 de mii de genotipuri au fost stocate în el. Persoanele condamnate pentru infractiuni grave si mai ales grave sunt supuse inregistrarii. Peste 10 milioane de profiluri au fost stocate în baza de date a Indexului ADN național (NDIS, parte a CODIS ).
Baza de date a Islandei conține genotipurile întregii populații a țării (aproximativ 300 de mii de oameni).
În Rusia, la 3 decembrie 2008, Duma de Stat a adoptat Legea federală „Cu privire la înregistrarea genomică de stat în Federația Rusă” [21] . În temeiul acestei legi, a fost creată o bază de date ADN federală care conține informații despre cei condamnați pentru infracțiuni grave și mai ales grave, pentru infracțiuni contra integrității sexuale , precum și despre cadavre neidentificate și urme biologice ridicate de la locul crimei. Operatorul bazei de date este Ministerul Afacerilor Interne al Rusiei .